一種用于白光LED的硫化物紅色熒光材料及其制備方法技術

一種用于白光LED的硫化物紅色熒光材料及其制備方法，紅色熒光材料的通式為：Ca1-x-yAxByS：0.05Eu2+，其中，0＜x≤0.05，0＜y≤0.5，A為Mg、Sr或Ba中的一種或多種；B為Al、Ga或In中的一種或多種。該紅色熒光材料具有激發范圍廣，化學和熱性能穩定，發光效率和發光亮度高等優點。本發明專利技術還提供了所述紅色熒光材料的制備方法：步驟1，分別根據通式稱取含Ca、含A、含B和含Eu化合物及硫粉作為原料，充分混合研磨，烘干，形成混合料；步驟2，將混合料置于氣氛爐中，在保護氣氛下焙燒，冷卻后取出研磨并過篩即得。該制備方法具有原料易得、操作簡單、節能環保，利于工業化大規模生產的優點。

【技術實現步驟摘要】
—種用于白光LED的硫化物紅色熒光材料及其制備方法
本專利技術屬于稀土發光材料
，特別涉及暖白光LED用用于白光LED的硫化物紅色熒光材料及其制備方法。技術背景白光LED具有耗電量小、發光效率高、使用壽命長、節能環保等優點，因此其不僅在日常照明領域得到廣泛的應用，而且進入顯示設備領域。獲取白光LED的技術可以分為兩大類，即(1)采用發射紅、綠、藍色光線的三種LED芯片混合；(2)采用單色(藍光或紫外)LED芯片激發適當的熒光材料。目前白光LED主要是利用藍光LED芯片發出的藍光激發YAG =Ce3+ (涂覆Ce3+激活的釔鋁石榴石，Y3Al5O12,簡稱YAG :Ce3+)黃色熒光粉，再利用透鏡原理將互補的黃光和藍光予以混合，從而得到白光。制約白光LED發展的主要因素大致有兩個，一個是藍光半導體芯片，另一個是適用于LED可被藍光半導體芯片有效激發且性能穩定的高效熒光粉，因此同發光半導體芯片材料同樣重要，熒光粉材料也直接影響白光LED的光效、光衰及色品質指標。目前白光LED發出的白光均為冷白光，同時對摻雜離子的溶度要求也非常嚴格， 為了使這種冷白光轉換為暖白光，現有技術多采用兩種或多種熒光粉混合使用來實現，但是，由于不同熒光粉本身的衰減程度不同，便造成色溫度持續變化，通常色溫會升高，從而使得這種暖白光LED不具備優良光源的條件。目前使用的硫化物紅色熒光粉的基質陽離子以堿土金屬為主，其是一種重要的無機發光基質材料，應用最廣泛的是CaS:Eu2+發光材料，其具有原料易得、制備工藝簡單、價格低廉等優點，但其同時也具有如下缺點1、硫化物紅色熒光粉對大氣中的C02、H20等成分比較敏感，能夠發生緩慢的化學反應而逐漸減弱甚至失去原有上的轉換發光特性；2、其制備需在H2S或H2S和H2的混合氣體的氣氛下進行，此工藝過程較復雜，生產成本高，且H2S對人體毒害大
技術實現思路
針對現有技術存在的上述問題，本專利技術的目的之一是提供一種具有激發波長范圍廣，發光亮度高，耐高溫的硫化物紅色熒光材料。本專利技術的另一個目的是提供一種原料易得、操作簡單、節能環保，便于工業化推廣的硫化物紅色熒光材料新的制備方法。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案一種用于白光LED的硫化物紅色熒光材料，其特征在于，所述熒光材料的通式為=Ca1^AxBy S :0. 05Eu2+，其中，O < x ≤ O. 05,0 < y≤O. 5，A為Mg、Sr或Ba中的一種或多種;B為Al、Ga或In中的一種或多種。進一步地，所述Ca、A、和B通過氧化物、碳酸鹽或者硝酸鹽引入體系；所述Eu通過金屬氧化物或硝酸鹽引入體系；所述S元素通過硫粉引入體系。一種制備用于白光LED的硫化物紅色熒光材料的方法，該制備方法具體步驟如下步驟1，以含Ca化合物、含A化合物、含B化合物、含Eu化合物和硫粉為原料，按照上述化學通式各元素的化學計量比計算，并準確稱取，并充分混合形成混合料，然后再稱取占混合料0.001~1wt%的助溶劑；將以上稱取料充分混合,加入球磨介質并用球磨機研磨,烘干， 形成混合料；步驟2，將步驟I得到的混合料置于氣氛爐中，在保護氣氛下燒結，焙燒溫度為850 1250°C,焙燒時間為4 12小時,冷卻后取出研磨并用100目標準檢驗篩過篩即得紅色突光材料。進一步地，所述步驟I中含Ca化合物、含A化合物和含B化合物為氧化物、碳酸鹽或，含Eu化合物為金屬氧化物或硝酸鹽。所述步驟2中的保護氣氛中使用的保護氣體是N2/C粉、Ar/H2、N2/H2、NH3、NH3-CH4 中的一種或多種。保護氣體的目的是提供一種還原氣體，同時排除爐子內多余的氣體防止樣品的氧化。所述球磨機為行星式球磨機、滾筒式球磨機、濕式格子型球磨機、振動式球磨機或間歇式球磨機。所述球磨介質為水、無水乙醇或粗磨液中的一種或多種，且球磨介質與混合料的質量比為O. 8~1. 2:1。加入球磨介質可以使混合料更均勻。所述助溶劑為My^PNH4Cl中一種或兩種，助溶劑加入量占混合料的0.001~1wt%。加入助溶劑可以加速反應物各離子之間的擴散，降低燒結溫度，同時降低產物的硬度，提高熒光材料的發光效率。相對于現有技術，本專利技術具有如下優點1、本專利技術提供的熒光材料具有激發范圍廣，化學和熱性能穩定，發光效率和發光亮度高等優點。在200-500nm的紫外、紫光或藍光激發下發射出波長為60(T700nm的可見紅光， 且發射的波長為60(T700nm的可見紅光效率和穩定性好，且發光亮度高。2、本專利技術提供熒光材料應用廣泛，可應用于白光LED照明器件、液晶顯示器件等； 基于本專利技術為材料制作的器件，可用于多種照明和顯示系統中，如植物照明、景觀照明、汽車照明等。3、本專利技術的白光LED的硫化物紅色熒光材料的發光強度比傳統硫化物紅色熒光材料(CaS = Eu2+)的發光強度提高了 ；在25 125°C下的平均發光強度比傳統硫化物紅色熒光材料(CaS: Eu2+)平均發光強度也提高了。4、本專利技術的白光LED的硫化物紅色熒光材料不會失去原有的上轉換發光特性。5、本專利技術制備方法具有原料簡單、成本低、操作簡易，制備溫度低和對設備要求低等優點，節約能源，利于工業化大規模生產。6、本專利技術制備方法不需要在H2S或H2S和H2的混合氣體氣氛下進行，而是采用N2/ C粉、Ar/H2、N2/H2、NH3> NH3-CH4中的一種或多種作為保護氣體，因此，不但工藝過程簡單，成本低、而且比較環保。附圖說明圖1為實施例1的激發光譜與傳統硫化物紅色熒光材料的比較圖，其中，1-1表示實施例1制備的熒光材料的光譜，1-2表示傳統硫化物紅色熒光材料(CaS:Eu2+)的光譜。圖2為實施例1在25 125°C下的平均發光強度與傳統硫化物紅色熒光材料的比較圖，其中，1-3表示施例I制備的熒光材料的光譜圖，1-4表示傳統硫化物紅色熒光材料 (CaSiEu2+)的光譜。圖3為實施例2的激發光譜與傳統硫化物紅色熒光材料的比較圖，其中，2-1表示實施例2制備的熒光材料的光譜，2-2表示傳統硫化物紅色熒光材料(CaS:Eu2+)的光譜。圖4為實施例2在25 125°C下的平均發光強度與傳統硫化物紅色熒光材料的比較圖，2-3表示實施例2制備的熒光材料的，2-4表示傳統硫化物紅色熒光材料(CaS:Eu2+)的光譜。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步詳細說明。本專利技術所述的用于白光LED的硫化物紅色熒光材料的化學組成通式為 Ca1^yAxByIO. 05Eu2+;其中，O < x ^ O. 05,0 < y 彡 O. 5，A 為 Mg、Sr 或 Ba 中的一種或多種； B為Al、Ga或In中的一種或多種。本專利技術中Ar/H2指的是Ai^P H2同時作為保護氣體使用，在以下實施例中具體實施時Ar和H2的體積比為(85 90) : (15 10) ；N2/H2指的是N2和H2同時作為保護氣體使用，在以下實施例中具體實施時NjPH2的體積比為(85 90):(15 10);由于焙燒過程中的溫度較高，同時反應裝置中還有O2氧氣，因此當C粉作為保護氣體時，C粉進入氣氛爐內會與O2 反應生成C0、C02，CO作為還原氣體；NH3-CH4是NH3和CH4混本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于白光LED的硫化物紅色熒光材料，其特征在于，所述熒光材料的通式為：Ca1?x?yAxBy?S：0.05Eu2+，其中，0＜x≤0.05，0＜y≤0.5，A為Mg、Sr或Ba中的一種或多種；B為Al、Ga或In中的一種或多種。

【技術特征摘要】
1.一種用于白光LED的硫化物紅色熒光材料，其特征在于，所述熒光材料的通式為 Ca1^yAxBy S 0. 05Eu2+，其中，O < x ≤ O. 05，O < y ≤ O. 5，A 為 Mg、Sr 或 Ba 中的一種或多種；B為Al、Ga或In中的一種或多種。2.根據權利要求1所述的用于白光LED的硫化物紅色熒光材料，其特征在于，所述Ca、A、和B通過氧化物、碳酸鹽或者硝酸鹽引入體系；所述Eu通過金屬氧化物或硝酸鹽引入體系；所述S元素通過硫粉引入體系。3.一種制備權利要求1所述的用于白光LED的硫化物紅色熒光材料的方法，其特征在于，該制備方法的具體步驟如下步驟I，以含Ca化合物、含A化合物、含B化合物、含Eu化合物和硫粉為原料，按照權利要求I中化學通式各元素的化學計量比計算，并準確稱取，并充分混合形成混合料，然后再稱取占混合料O. ooriwt%的助溶劑；將以上稱取料充分混合，加入球磨介質并用球磨機研磨，烘干，形成混合料；步驟2，將步驟I得到的混合料置于氣氛爐中，在保護氣氛下燒結，焙燒溫度為850 1250°C,焙燒時間為4 12小時,冷...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張娜，楊柳，李海利，文波，張偌雨，卞先彬，
申請(專利權)人：重慶希晨科技有限公司，
類型：發明
國別省市：